防輻射挖掘機(jī)工作裝置數(shù)值模擬.pdf

1、我國(guó)是核工業(yè)大國(guó)，軍用與民用核設(shè)施較多，急需加強(qiáng)退役核設(shè)施與核泄漏事故的安全處理處置技術(shù)及裝備研究。核設(shè)施退役與核泄漏事故的處理處置中，核輻射直接威脅作業(yè)人員的健康與生命，普通作業(yè)技術(shù)及裝備無(wú)法開展工作。采用屏蔽性能較好的防輻射裝置可確保安全作業(yè)人員和公眾的健康與財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)，由于經(jīng)屏蔽改裝后的作業(yè)裝備因體積負(fù)荷的增重，使原有的動(dòng)力裝置、動(dòng)力負(fù)荷以及幾何結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化。同時(shí)，核設(shè)施所處的環(huán)境惡劣，大多是鋼筋水泥混泥土結(jié)構(gòu)或濕地粘質(zhì)土

2、壤，工作裝置直接與帶有放射性的重物接觸，其受力狀況非常復(fù)雜，系統(tǒng)的可靠性程度不高。工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理關(guān)系到整個(gè)挖掘機(jī)的挖掘力和作業(yè)范圍以及運(yùn)動(dòng)特性。因此，研究防輻射液壓挖掘機(jī)工作裝置挖掘力、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)，對(duì)提高防輻射液壓挖掘機(jī)工作裝置工作能力具有重要的意義。
　　本文采用理論分析、數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，對(duì)工作裝置運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了研究。分析防輻射挖掘機(jī)在不同工況下的阻力和挖掘力，并對(duì)不同工況下的防輻射挖掘機(jī)工作裝置的

3、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和挖掘力的特性進(jìn)行仿真模擬，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容有：
　?。?）針對(duì)不同工況的阻力，對(duì)斗桿液壓缸單獨(dú)作用和鏟斗液壓缸單獨(dú)作用兩種情況的阻力分別進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)工程人員較為關(guān)注的兩種工況下最大挖掘力，在理論分析的基礎(chǔ)上做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，得出鏟斗挖掘力實(shí)驗(yàn)最大值是130.83KN，斗桿挖掘力實(shí)驗(yàn)最大值是96.726KN。
　?。?）考慮到液壓挖掘機(jī)建模的復(fù)雜性，本文采用第三方軟件Pro/E建模，將建立好的模

4、型以中性文件的格式輸入到ADAMS軟件中。在保證各關(guān)節(jié)點(diǎn)的位置幾何約束不變的情況下，重點(diǎn)對(duì)工作裝置進(jìn)行了簡(jiǎn)化。
　　（3）運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)中的仿真軟件（ADMAS）對(duì)工作裝置模型展開了分析，對(duì)模型運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析，獲得了整機(jī)挖掘的范圍及相關(guān)重要作業(yè)數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)各組數(shù)值與實(shí)際值相差很??；在斗桿油缸單獨(dú)作用和鏟斗油缸單獨(dú)作用的兩種特定的挖掘工況下，用動(dòng)力學(xué)的知識(shí)對(duì)工作裝置重要關(guān)節(jié)點(diǎn)的受力情況進(jìn)行了分析，結(jié)果表明在實(shí)際工作過(guò)程中工作裝置受力情